JP3297356B2 - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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- JP3297356B2 JP3297356B2 JP24299197A JP24299197A JP3297356B2 JP 3297356 B2 JP3297356 B2 JP 3297356B2 JP 24299197 A JP24299197 A JP 24299197A JP 24299197 A JP24299197 A JP 24299197A JP 3297356 B2 JP3297356 B2 JP 3297356B2
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- Japan
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- compressor
- inverter
- scroll compressor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/021—Inverters therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷媒圧縮用にスクロ
ール圧縮機を用いた冷房もしくは暖房またはその双方の
機能を有する空気調和機に係り、特にスクロール圧縮機
の容量制御をするのにインバータを用いたスクロール圧
縮機を運転するようにした空気調和機に好適である。
ール圧縮機を用いた冷房もしくは暖房またはその双方の
機能を有する空気調和機に係り、特にスクロール圧縮機
の容量制御をするのにインバータを用いたスクロール圧
縮機を運転するようにした空気調和機に好適である。
【０００２】
【従来の技術】運転周波数可変のインバータで冷媒圧縮
機の電動機を運転する空気調和機では、空気調和機の要
求能力に応じ、インバータの運転周波数を変化させて該
電動機の回転数を変えることにより圧縮機の容量制御を
行なう。インバータは、直流（通常これは商用交流電源
から整流および平滑手段を用いて作られる）を運転周波
数に対応する周波数にて開閉される電力スイッチング素
子によって運転周波数の交流（一般には三相）に変換
し、電動機に出力する。同じトルクのもとで運転周波数
の増加に対応して電動機の回転数を増加させるために
は、インバータの出力電圧を運転周波数の増加に応じて
高くする必要がある。そのためには、前記変換される基
になる直流電圧を運転周波数に応じて可変とする方式も
あるが、一般には、該直流電圧は一定とし、出力交流電
圧を運転周波数よりも遥かに高い周波数でチョップし
て、そのオン・デューティ比、ひいては時間的平均出力
電圧を運転周波数が高いほど大きくする様に構成した電
圧型ＰＷＭ（パルス幅変調）方式のインバータを用いる
ことが多い。この様なパルス幅変調は、所与の上記の時
間的平均出力電圧と、高い周波数のキャリア電圧との比
較に基づき該キャリア周波数にて電力スイッチング素子
を所要のオン・デューティ比で断続することにより行わ
れる。
機の電動機を運転する空気調和機では、空気調和機の要
求能力に応じ、インバータの運転周波数を変化させて該
電動機の回転数を変えることにより圧縮機の容量制御を
行なう。インバータは、直流（通常これは商用交流電源
から整流および平滑手段を用いて作られる）を運転周波
数に対応する周波数にて開閉される電力スイッチング素
子によって運転周波数の交流（一般には三相）に変換
し、電動機に出力する。同じトルクのもとで運転周波数
の増加に対応して電動機の回転数を増加させるために
は、インバータの出力電圧を運転周波数の増加に応じて
高くする必要がある。そのためには、前記変換される基
になる直流電圧を運転周波数に応じて可変とする方式も
あるが、一般には、該直流電圧は一定とし、出力交流電
圧を運転周波数よりも遥かに高い周波数でチョップし
て、そのオン・デューティ比、ひいては時間的平均出力
電圧を運転周波数が高いほど大きくする様に構成した電
圧型ＰＷＭ（パルス幅変調）方式のインバータを用いる
ことが多い。この様なパルス幅変調は、所与の上記の時
間的平均出力電圧と、高い周波数のキャリア電圧との比
較に基づき該キャリア周波数にて電力スイッチング素子
を所要のオン・デューティ比で断続することにより行わ
れる。
【０００３】従来、この様な電圧型ＰＷＭ方式のインバ
ータを用いた空気調和機においては、圧縮機を駆動する
インバータの運転周波数は３０Ｈｚから９０Ｈｚまで、
或いは３０Ｈｚから１１５Ｈｚまでとし、また、インバ
ータのキャリア周波数は１ｋＨｚ〜２ｋＨｚであった。
ータを用いた空気調和機においては、圧縮機を駆動する
インバータの運転周波数は３０Ｈｚから９０Ｈｚまで、
或いは３０Ｈｚから１１５Ｈｚまでとし、また、インバ
ータのキャリア周波数は１ｋＨｚ〜２ｋＨｚであった。
【０００４】なお、この種の装置として関連するもの
に、例えば、特開昭６２−１７８８３２号が挙げられ
る。
に、例えば、特開昭６２−１７８８３２号が挙げられ
る。
【０００５】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、低周
波数運転を行なう場合、圧縮機の回転数の低下により圧
縮機内での給油圧が不充分となり、圧縮機の軸受部分に
対する供給油が不充分となって軸の磨耗につながる恐れ
があるので、これを防ぐには最低運転周波数を前述以下
に下げることができなかった。
波数運転を行なう場合、圧縮機の回転数の低下により圧
縮機内での給油圧が不充分となり、圧縮機の軸受部分に
対する供給油が不充分となって軸の磨耗につながる恐れ
があるので、これを防ぐには最低運転周波数を前述以下
に下げることができなかった。
【０００７】本発明は、かかる従来の問題を改良するた
めに成されたものであって、その目的は、低運転周波数
でも圧縮機の回転数が過度に低下することを防止し、最
低運転周波数の引き下げを可能にし室温の変化を少なく
して快適性の向上を図ることにある。
めに成されたものであって、その目的は、低運転周波数
でも圧縮機の回転数が過度に低下することを防止し、最
低運転周波数の引き下げを可能にし室温の変化を少なく
して快適性の向上を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的のため、本発明
は、電動機によって駆動されるスクロール圧縮機、室内
機用熱交換器及び室外機用熱交換器を有する冷凍サイク
ルと、電動機を駆動するインバータと、を備え、該イン
バータで圧縮機を最低運転周波数から最高運転周波数ま
で運転する空気調和機において、所定の最小負荷では３
０Ｈｚ未満の最低運転周波数とし該最低運転周波数より
も低い周波数が要求される場合はスクロール圧縮機の運
転を停止するようにした制御装置と、電動機を密閉容器
内部の電動機室内に位置させ、圧縮された冷媒ガスは電
動機室を経て機外に吐出されるスクロール圧縮機と、を
備え、最低運転周波数で冷凍サイクルを運転する場合で
あってもインバータのキャリア周波数を高キャリア周波
数としたものである。 また、上記のものにおいて、最高
運転周波数を１１５Ｈｚ以上として、最低運転周波数か
ら最高運転周波数までキャリア周波数を一定としたこと
が望ましい。
は、電動機によって駆動されるスクロール圧縮機、室内
機用熱交換器及び室外機用熱交換器を有する冷凍サイク
ルと、電動機を駆動するインバータと、を備え、該イン
バータで圧縮機を最低運転周波数から最高運転周波数ま
で運転する空気調和機において、所定の最小負荷では３
０Ｈｚ未満の最低運転周波数とし該最低運転周波数より
も低い周波数が要求される場合はスクロール圧縮機の運
転を停止するようにした制御装置と、電動機を密閉容器
内部の電動機室内に位置させ、圧縮された冷媒ガスは電
動機室を経て機外に吐出されるスクロール圧縮機と、を
備え、最低運転周波数で冷凍サイクルを運転する場合で
あってもインバータのキャリア周波数を高キャリア周波
数としたものである。 また、上記のものにおいて、最高
運転周波数を１１５Ｈｚ以上として、最低運転周波数か
ら最高運転周波数までキャリア周波数を一定としたこと
が望ましい。
【０００９】
【作用】圧縮機を１回転中の仕事量の変化、すなわち圧
縮トルクの変動が少ないスクロール圧縮機とし、インバ
ータで所定の最小負荷では３０Ｈｚ未満の最低運転周波
数で運転し、それよりも低い周波数が要求される場合は
スクロール圧縮機の運転を停止するので、圧縮機の停
止、運転の反復が少なくなることと、圧縮トルクの変動
が少なくなることとが相まって冷房、暖房の機能を有す
る空気調和機として室温がハンチングを起こすことを少
なくできる。 また、低周波数運転を行う場合、圧縮機の
実回転数が過度に低下するが、圧縮機を駆動する電動機
が位置する電動機室を経て冷媒ガスは機外に吐出される
ようにするので、軸受部分への給油圧を保つことができ
る。そして、吐出圧で油が供給されても３０Ｈｚ未満の
運転周波数では吐出圧が下がって供給油が不充分になる
恐れがあるが、最低運転周波数で冷凍サイクルを運転す
る場合であってもインバータのキャリア周波数を高キャ
リア周波数とするので、実回転が安定し供給油を確保す
ることができる。 さらに、特に３０Ｈｚ未満の運転周波
数では他の騒音に対して電磁音が支配的になり無視でき
なくなることが分かったが、この場合でもキャリア周波
数を高キャリア周波数とすることにより、電磁音の影響
をなくして冷凍サイクル全体としての低騒音化を図るこ
とができる。
縮トルクの変動が少ないスクロール圧縮機とし、インバ
ータで所定の最小負荷では３０Ｈｚ未満の最低運転周波
数で運転し、それよりも低い周波数が要求される場合は
スクロール圧縮機の運転を停止するので、圧縮機の停
止、運転の反復が少なくなることと、圧縮トルクの変動
が少なくなることとが相まって冷房、暖房の機能を有す
る空気調和機として室温がハンチングを起こすことを少
なくできる。 また、低周波数運転を行う場合、圧縮機の
実回転数が過度に低下するが、圧縮機を駆動する電動機
が位置する電動機室を経て冷媒ガスは機外に吐出される
ようにするので、軸受部分への給油圧を保つことができ
る。そして、吐出圧で油が供給されても３０Ｈｚ未満の
運転周波数では吐出圧が下がって供給油が不充分になる
恐れがあるが、最低運転周波数で冷凍サイクルを運転す
る場合であってもインバータのキャリア周波数を高キャ
リア周波数とするので、実回転が安定し供給油を確保す
ることができる。 さらに、特に３０Ｈｚ未満の運転周波
数では他の騒音に対して電磁音が支配的になり無視でき
なくなることが分かったが、この場合でもキャリア周波
数を高キャリア周波数とすることにより、電磁音の影響
をなくして冷凍サイクル全体としての低騒音化を図るこ
とができる。
【００１０】以上、低周波数域においても圧縮機の実回
転数を安定させ、室温の変化を少なくすると共に、その
ときに顕在化することが分かった騒音源を小さくできる
ので、快適性の向上を図ることができる。 さらに、最高
運転周波数を１１５Ｈｚ以上として、最低運転周波数か
ら最高運転周波数までキャリア周波数を一定とすれば、
圧縮機の駆動用電動機の効率を向上でき、モータ巻線の
温度も低下して運転範囲が拡大したものにすることがで
きる。
転数を安定させ、室温の変化を少なくすると共に、その
ときに顕在化することが分かった騒音源を小さくできる
ので、快適性の向上を図ることができる。 さらに、最高
運転周波数を１１５Ｈｚ以上として、最低運転周波数か
ら最高運転周波数までキャリア周波数を一定とすれば、
圧縮機の駆動用電動機の効率を向上でき、モータ巻線の
温度も低下して運転範囲が拡大したものにすることがで
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１２】図１において、１は室内機用熱交換器、２
は室外機用熱交換器、３は室内機用熱交換器１と室外機
用熱交換器２とを接続して冷凍サイクルを構成するため
の冷媒配管、４は冷凍サイクル用配管３に設けられ冷房
と暖房で冷凍サイクル内の冷媒の流れ方向を変える四方
弁、５は内部に誘導電動機６を有し誘導電動機６の回転
によって冷媒の吸入・圧縮・吐出を行なう機構を有する
スクロール圧縮機、７は供給電源、８は供給電源７を利
用してスクロール圧縮機５内の誘導電動機６を回転数制
御するインバータである。
は室外機用熱交換器、３は室内機用熱交換器１と室外機
用熱交換器２とを接続して冷凍サイクルを構成するため
の冷媒配管、４は冷凍サイクル用配管３に設けられ冷房
と暖房で冷凍サイクル内の冷媒の流れ方向を変える四方
弁、５は内部に誘導電動機６を有し誘導電動機６の回転
によって冷媒の吸入・圧縮・吐出を行なう機構を有する
スクロール圧縮機、７は供給電源、８は供給電源７を利
用してスクロール圧縮機５内の誘導電動機６を回転数制
御するインバータである。
【００１３】スクロール圧縮機５は、例えば図６の断面
図に示す如き構造を有するもので、誘導電動機６が回転
するとスクロール圧縮機５では固定スクロール１４の外
側の吸入口１６から低圧ガスが吸込まれ、渦巻状ラップ
を有する固定スクロール１４と旋回スクロール１５とで
形成される圧縮空間に封じ込められたガスは、誘導電動
機６に連結したクランク軸を介して駆動される旋回スク
ロール１５の旋回運動によってスクロールの渦巻状ラッ
プの中心に向って圧縮されてゆく。圧縮空間は中心部で
最小となり、ガスは最高に圧縮されて固定スクロール１
４の中心部の吐出口１４’から上部吐出室に吐出され、
次いで電動機室を経て吐出管１７から機外に吐出され
る。このようにして冷媒ガスは吸入→圧縮→吐出が連続
的に繰返され、吐出された冷媒は冷凍サイクルへ流れて
冷房あるいは暖房を行なう。
図に示す如き構造を有するもので、誘導電動機６が回転
するとスクロール圧縮機５では固定スクロール１４の外
側の吸入口１６から低圧ガスが吸込まれ、渦巻状ラップ
を有する固定スクロール１４と旋回スクロール１５とで
形成される圧縮空間に封じ込められたガスは、誘導電動
機６に連結したクランク軸を介して駆動される旋回スク
ロール１５の旋回運動によってスクロールの渦巻状ラッ
プの中心に向って圧縮されてゆく。圧縮空間は中心部で
最小となり、ガスは最高に圧縮されて固定スクロール１
４の中心部の吐出口１４’から上部吐出室に吐出され、
次いで電動機室を経て吐出管１７から機外に吐出され
る。このようにして冷媒ガスは吸入→圧縮→吐出が連続
的に繰返され、吐出された冷媒は冷凍サイクルへ流れて
冷房あるいは暖房を行なう。
【００１４】インバータ８は、図２に示すように、供給
電源７からの交流を直流に変換する整流素子９、平滑コ
ンデンサ１０、直流より新たに交流に変換するためのス
イッチング素子１１、誘導電動機６へ流れる電流を検出
するための電流センサ１２、電流センサ１２の検出した
電流値を取り込み、スイッチング素子１１を駆動するた
めの制御装置１３により構成されている。
電源７からの交流を直流に変換する整流素子９、平滑コ
ンデンサ１０、直流より新たに交流に変換するためのス
イッチング素子１１、誘導電動機６へ流れる電流を検出
するための電流センサ１２、電流センサ１２の検出した
電流値を取り込み、スイッチング素子１１を駆動するた
めの制御装置１３により構成されている。
【００１５】かかる構成により、供給電源７から供給さ
れる交流は整流素子９により直流に変換され、さらに平
滑コンデンサ１０により電流が平滑され、スイッチング
素子１１へ供給される。
れる交流は整流素子９により直流に変換され、さらに平
滑コンデンサ１０により電流が平滑され、スイッチング
素子１１へ供給される。
【００１６】一方、ここでは開示していないが、空気調
和機の室内側の運転状態が検出され、その運転状態が室
外側へ送信される。室外側では室内側から送信された運
転状態と室外側の運転状態を検出して圧縮機の運転指令
を制御装置１３へ送信する。この運転指令を受けて制御
装置１３はスイッチング素子１１をスイッチングさせる
ことにより、運転指令に従った任意所要の運転周波数の
交流を発生し、これを誘導電動機６に供給することによ
り、誘導電動機６を回転させる。スイッチング素子１１
には、本実施例では、ＩＧＢＴ（ゲート絶縁型バイポー
ラトランジスタ、Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉ
ｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられてい
る。インバータ制御装置１３は、運転周波数が高いほど
誘導電動機６への出力の時間的平均電圧を高くする様な
ＰＷＭ（パルス幅変調）を行なうので、誘導電動機６は
運転周波数が高いほど速い回転数で回転し、以てスクロ
ール圧縮機５の容量制御が可能となる。本実施例では、
このＰＷＭのチョッピング周波数すなわちキャリア周波
数は１０ｋＨｚ以上とし、これにより、可聴周波数の電
磁音が誘導電動機６から発生しないようにする。
和機の室内側の運転状態が検出され、その運転状態が室
外側へ送信される。室外側では室内側から送信された運
転状態と室外側の運転状態を検出して圧縮機の運転指令
を制御装置１３へ送信する。この運転指令を受けて制御
装置１３はスイッチング素子１１をスイッチングさせる
ことにより、運転指令に従った任意所要の運転周波数の
交流を発生し、これを誘導電動機６に供給することによ
り、誘導電動機６を回転させる。スイッチング素子１１
には、本実施例では、ＩＧＢＴ（ゲート絶縁型バイポー
ラトランジスタ、Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉ
ｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられてい
る。インバータ制御装置１３は、運転周波数が高いほど
誘導電動機６への出力の時間的平均電圧を高くする様な
ＰＷＭ（パルス幅変調）を行なうので、誘導電動機６は
運転周波数が高いほど速い回転数で回転し、以てスクロ
ール圧縮機５の容量制御が可能となる。本実施例では、
このＰＷＭのチョッピング周波数すなわちキャリア周波
数は１０ｋＨｚ以上とし、これにより、可聴周波数の電
磁音が誘導電動機６から発生しないようにする。
【００１７】冷房運転の場合には、運転開始後、室内温
度が下って来て設定温度に近づくほど、また暖房運転の
場合には室内温度が上って来て設定温度に近づくほど、
すなわち冷房負荷または暖房負荷が小さくなるほど、イ
ンバータの運転周波数を下げて誘導電動機６の回転数を
下げ、所定の最小冷房負荷または最小暖房負荷では最低
運転周波数のもとで誘導電動機６は最低運転速度で回転
する。
度が下って来て設定温度に近づくほど、また暖房運転の
場合には室内温度が上って来て設定温度に近づくほど、
すなわち冷房負荷または暖房負荷が小さくなるほど、イ
ンバータの運転周波数を下げて誘導電動機６の回転数を
下げ、所定の最小冷房負荷または最小暖房負荷では最低
運転周波数のもとで誘導電動機６は最低運転速度で回転
する。
【００１８】最低運転周波数より低い周波数が要求され
る様な場合には、圧縮機の運転は停止され、その後再び
運転される様になっている。従ってその様な場合は圧縮
機の停止・運転が反復して室温はハンチングを起こすこ
とになる。それ故、図３に示すように、最低運転周波数
を低く設定する方が室温の変化が少なく快適性が向上す
ることになる。
る様な場合には、圧縮機の運転は停止され、その後再び
運転される様になっている。従ってその様な場合は圧縮
機の停止・運転が反復して室温はハンチングを起こすこ
とになる。それ故、図３に示すように、最低運転周波数
を低く設定する方が室温の変化が少なく快適性が向上す
ることになる。
【００１９】しかし、最低運転周波数を下げれば圧縮機
が低回転数になるので、圧縮機の回転を利用したポンプ
作用による給油圧で軸受部に給油する構造の一般的なス
クロール圧縮機では、油の給油圧が不充分となって圧縮
機の軸受部分に対する供給油が不充分となり、軸受部の
摩耗につながる恐れがあるため、単純には最低運転周波
数を下げることができない。
が低回転数になるので、圧縮機の回転を利用したポンプ
作用による給油圧で軸受部に給油する構造の一般的なス
クロール圧縮機では、油の給油圧が不充分となって圧縮
機の軸受部分に対する供給油が不充分となり、軸受部の
摩耗につながる恐れがあるため、単純には最低運転周波
数を下げることができない。
【００２０】そこで本実施例では、下記の如き手段を講
じる。
じる。
【００２１】電流センサ１２によりスクロール圧縮機５
駆動用の誘導電動機６へ流れる電流を検出し、この検出
された電流から圧縮機駆動用の誘導電動機６の電流の励
磁成分を分離してトルク成分のみを検出して、このトル
ク成分から誘導電動機６のすべりを計測する。図４に示
すようにスクロール圧縮機５への負荷、したがってトル
ク、が増大すると誘導電動機６のすべりが大きくなり、
実回転数が低下し（実回転数を破線で示す）、このた
め、低周波数域においては実回転数の低下により給油圧
が不充分になる。これを防ぐために本実施例では前述の
如く誘導電動機６のすべりを計測して、すべりを補正す
ることにより、実回転数を当該運転周波数における所定
の実回転数より低下させることがない様にし、以て供給
油を確保することができるようにする。
駆動用の誘導電動機６へ流れる電流を検出し、この検出
された電流から圧縮機駆動用の誘導電動機６の電流の励
磁成分を分離してトルク成分のみを検出して、このトル
ク成分から誘導電動機６のすべりを計測する。図４に示
すようにスクロール圧縮機５への負荷、したがってトル
ク、が増大すると誘導電動機６のすべりが大きくなり、
実回転数が低下し（実回転数を破線で示す）、このた
め、低周波数域においては実回転数の低下により給油圧
が不充分になる。これを防ぐために本実施例では前述の
如く誘導電動機６のすべりを計測して、すべりを補正す
ることにより、実回転数を当該運転周波数における所定
の実回転数より低下させることがない様にし、以て供給
油を確保することができるようにする。
【００２２】このすべりの補正は例えば図５に示す様に
行なう。同図において、或る運転周波数ｆにおいて誘導
電動機６の動作状態が破線Ｓ上のｂ点にあるとする。該
破線Ｓの横軸との交点ｄは当該周波数ｆでの同期速度
（すなわち、すべりゼロ）を表わしている。このすべり
を電流センサ１２の検出出力から前記の如く計測し、こ
れに基づき制御装置１３は、同じトルク下でのすべりを
ｂ点から同破線Ｓ上の所定の適正すべりに相当する点ａ
に補正する様に、周波数ｆに周波数補正分Δｆを加えた
周波数にインバータを制御する。これにより誘導電動機
６は、この補正後の周波数での動作曲線（破線Ｓ’）上
の同一トルクでの点ｃ（これはａ点に対応）で運転され
る結果となる。この様にして誘導電動機６のすべりを適
正すべりに補正する制御がなされる。
行なう。同図において、或る運転周波数ｆにおいて誘導
電動機６の動作状態が破線Ｓ上のｂ点にあるとする。該
破線Ｓの横軸との交点ｄは当該周波数ｆでの同期速度
（すなわち、すべりゼロ）を表わしている。このすべり
を電流センサ１２の検出出力から前記の如く計測し、こ
れに基づき制御装置１３は、同じトルク下でのすべりを
ｂ点から同破線Ｓ上の所定の適正すべりに相当する点ａ
に補正する様に、周波数ｆに周波数補正分Δｆを加えた
周波数にインバータを制御する。これにより誘導電動機
６は、この補正後の周波数での動作曲線（破線Ｓ’）上
の同一トルクでの点ｃ（これはａ点に対応）で運転され
る結果となる。この様にして誘導電動機６のすべりを適
正すべりに補正する制御がなされる。
【００２３】上記のすべりの補正制御は、各運転周波数
について行なうことも可能であるが、実際上は、低運転
周波数域（例えば６０Ｈｚ以下）で、または最低運転周
波数の近傍でのみ行なうようにしてもよい。
について行なうことも可能であるが、実際上は、低運転
周波数域（例えば６０Ｈｚ以下）で、または最低運転周
波数の近傍でのみ行なうようにしてもよい。
【００２４】従来、図４において最低周波数ｆ1 まで運
転可能な場合に、運転範囲の負荷状態からＡ点が限界だ
とすると、本実施例では上記の如きすべりの補正制御を
することにより、最低運転周波数をｆ0 まで低下させる
ことが可能である。
転可能な場合に、運転範囲の負荷状態からＡ点が限界だ
とすると、本実施例では上記の如きすべりの補正制御を
することにより、最低運転周波数をｆ0 まで低下させる
ことが可能である。
【００２５】又、本発明では圧縮機としてはスクロール
圧縮機を使用するので、図７に示す如く他の形式の圧縮
機（破線で示す）に比べて１回転中の仕事量の変化、す
なわち圧縮トルクの変動が少なく、振動、音の発生も少
ない。このため、低周波数域に向く特性がある。
圧縮機を使用するので、図７に示す如く他の形式の圧縮
機（破線で示す）に比べて１回転中の仕事量の変化、す
なわち圧縮トルクの変動が少なく、振動、音の発生も少
ない。このため、低周波数域に向く特性がある。
【００２６】また、図８、図９に示す如く、ＰＷＭのた
めに行なうスイッチング素子のスイッチング周波数（キ
ャリア周波数）が従来技術の如く１〜２ｋＨｚと低い場
合には、誘導電動機６の給電がスイッチングされるため
に生ずる可聴域の電磁音が発生し、特に低周波数運転を
行なう場合にはこの電磁音が騒音として無視できなくな
る。しかし、本発明ではキャリア周波数を１０ｋＨｚ以
上に上げることにより、人の可聴域を超えるレベルに近
づくと電磁音の影響がなくなり、低騒音化の効果があ
る。
めに行なうスイッチング素子のスイッチング周波数（キ
ャリア周波数）が従来技術の如く１〜２ｋＨｚと低い場
合には、誘導電動機６の給電がスイッチングされるため
に生ずる可聴域の電磁音が発生し、特に低周波数運転を
行なう場合にはこの電磁音が騒音として無視できなくな
る。しかし、本発明ではキャリア周波数を１０ｋＨｚ以
上に上げることにより、人の可聴域を超えるレベルに近
づくと電磁音の影響がなくなり、低騒音化の効果があ
る。
【００２７】またインバータのキャリア周波数を１０ｋ
Ｈｚ以上の高キャリア周波数とすることにより、インバ
ータの出力交流を正弦波形により近ずけることができ、
この結果、スクロール圧縮機の駆動用電動機の効率を向
上でき、モータ巻線の温度（発熱量）を低下できる。こ
の結果、モータをケーシング内部の密閉チャンバー内に
位置させ、この密閉チャンバー内を圧縮機吐出ガスによ
り高圧状態にする高圧チャンバー方式のスクロール圧縮
機に本発明を適用することにより、圧縮機の圧縮効率も
向上できる効果がある。
Ｈｚ以上の高キャリア周波数とすることにより、インバ
ータの出力交流を正弦波形により近ずけることができ、
この結果、スクロール圧縮機の駆動用電動機の効率を向
上でき、モータ巻線の温度（発熱量）を低下できる。こ
の結果、モータをケーシング内部の密閉チャンバー内に
位置させ、この密閉チャンバー内を圧縮機吐出ガスによ
り高圧状態にする高圧チャンバー方式のスクロール圧縮
機に本発明を適用することにより、圧縮機の圧縮効率も
向上できる効果がある。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、運転周波数の下限をさ
らに下げることが可能となり、室温の変化を少なくして
快適性の向上した空気調和機を得ることができる。
らに下げることが可能となり、室温の変化を少なくして
快適性の向上した空気調和機を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例の空気調和機の全体概要図。
【図２】図１におけるインバータ部の全体図。
【図３】最低周波数の違いによる空気調和機の室温変化
の違いを示す図。
の違いを示す図。
【図４】本発明の一実施例の空気調和機のトルク変化を
示す図。
示す図。
【図５】本発明の一実施例における誘導電動機のすべり
補正の説明図。
補正の説明図。
【図６】スクロール圧縮機の断面構造図。
【図７】各種型式の圧縮機のトルク特性図。
【図８】本発明の一実施例と従来技術とのキャリア周波
数の特性図。
数の特性図。
【図９】本発明の一実施例と従来技術との騒音比較図。
１…室内機用熱交換器 ２…室外機用熱交
換器 ４…四方弁 ５…スクロール圧
縮機 ６…誘導電動機 ７…供給電源 ８…インバータ ９…整流素子 １０…平滑コンデンサ １１…スイッチン
グ素子 １２…電流センサ １３…制御装置
換器 ４…四方弁 ５…スクロール圧
縮機 ６…誘導電動機 ７…供給電源 ８…インバータ ９…整流素子 １０…平滑コンデンサ １１…スイッチン
グ素子 １２…電流センサ １３…制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−210423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−178832（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−224484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−65987（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−178595（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−12784（ＪＰ，Ｕ) 日吉孝蔵，２．制御技術 ２．１イン バータ制御システム，冷凍，日本，社団 法人日本冷凍空調学会，Ｖｏｌ．63、Ｎ ｏ．727，480−483 寺田浩清他，115Ｈｚスクロールイン バータエアコン，冷凍，日本，社団法人 日本冷凍空調学会，Ｖｏｌ．63、Ｎｏ. 732，1071−1080 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 11/02 102 F24F 11/02
Claims (2)
- 【請求項１】 電動機によって駆動されるスクロール圧
縮機、室内機用熱交換器及び室外機用熱交換器を有する
冷凍サイクルと、前記電動機を駆動するインバータと、
を備え、該インバータで前記圧縮機を最低運転周波数か
ら最高運転周波数まで運転する空気調和機において、所定の最小負荷では３０Ｈｚ未満の最低運転周波数とし
該最低運転周波数よりも低い周波数が要求される場合は
前記スクロール圧縮機の運転を停止するようにした制御
装置と、 前記電動機を密閉容器内部の電動機室内に位置させ、圧
縮された冷媒ガスは前記電動機室を経て機外に吐出され
る前記スクロール圧縮機と、を備え、 前記最低運転周波数で前記冷凍サイクルを運転する場合
であっても前記インバータのキャリア周波数を高キャリ
ア周波数とした ことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項２】 請求項１に記載のものにおいて、前記最
高運転周波数を１１５Ｈｚ以上として、前記最低運転周
波数から前記最高運転周波数まで前記キャリア周波数を
一定としたことを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24299197A JP3297356B2 (ja) | 1989-09-27 | 1997-09-08 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24914589 | 1989-09-27 | ||
| JP1-249145 | 1989-09-27 | ||
| JP24299197A JP3297356B2 (ja) | 1989-09-27 | 1997-09-08 | 空気調和機 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2134314A Division JP2755469B2 (ja) | 1989-09-27 | 1990-05-24 | 空気調和機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103740A JPH10103740A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3297356B2 true JP3297356B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=26536026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24299197A Expired - Lifetime JP3297356B2 (ja) | 1989-09-27 | 1997-09-08 | 空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3297356B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180093342A (ko) * | 2017-02-13 | 2018-08-22 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기의 제어방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100504850B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2005-07-29 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기의 운전제어방법 |
| US7836715B2 (en) * | 2004-09-20 | 2010-11-23 | Nissan North America, Inc. | Air conditioner control logic for compressor noise and torque management |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP24299197A patent/JP3297356B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 寺田浩清他，１１５Ｈｚスクロールインバータエアコン，冷凍，日本，社団法人日本冷凍空調学会，Ｖｏｌ．６３、Ｎｏ．７３２，１０７１−１０８０ |
| 日吉孝蔵，２．制御技術 ２．１インバータ制御システム，冷凍，日本，社団法人日本冷凍空調学会，Ｖｏｌ．６３、Ｎｏ．７２７，４８０−４８３ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180093342A (ko) * | 2017-02-13 | 2018-08-22 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기의 제어방법 |
| KR102638181B1 (ko) | 2017-02-13 | 2024-02-16 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기의 제어방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10103740A (ja) | 1998-04-21 |
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